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在爱尔兰根，西门子研究人员正在研制未来的智能电网。这种电网不仅能将各种类型的用电设备和供电设施连接起来，而且可以整合楼宇系统组件。其思路是将所有能源系统合并起来，使之以尽可能的方式，供应电能、暖气、冷气和饮用水。
rolf hellinger博士（左）和sebastian nielebock（右）率领的西门子智能电网团队，可以“建造”几乎任何类型的智能电网。
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西门子开发工程师sebastian nielebock正在他的便携式电脑上查看一长串数值。他说：“这些是光伏逆变器的参数。我们正在优化这些参数，以确保不论在任何负载条件下，我们的小型电网都能保持稳定，并实现*运行。”这个小型电网由一个机柜大小的电池和配备了用于将组件连接至电网的逆变器的控制机柜构成。这些组件包括蓄电装置以及光伏发电设备和风电机组。换句话说，这个小型电网代表了向购物中心、和酒店等输送电能的典型配置——哪怕并未连接至电网。取决于日照强度，电池既可以临时储存过剩电能，也可以在需要的时候向独立电网输送电能。如果需求大幅增长，还可以快速启用柴油发电机。
即便此刻太阳躲在云层背后，柴油发电机也并未运行，这个小型电网依然在起劲地工作。这是因为它并非一座大城市的电网，而是设置在位于德国爱尔兰根的西门子分布式多联产发电系统开发中心。在这里，来自西门子*研究院（ct）的研究人员可以在实验室条件下，对未来的智能电网进行试验。在面积达170平方米的实验大厅里，实验室的专家们可以创建几乎任何类型的智能电网。除电池机柜、热电联产装置、应急发电机、地方电网调压变压器、各式各样的电力负载和数十个逆变器之外，这座设施还包含了两台制冷设备和一套饮用水净化系统。由于应用场合各不相同，这个实验室的20名员工中包含了热动力学专家和过程自动化专家，他们与电气工程师和计算机科学家并肩合作。
目标是将多种不同类型的能源资源合并起来，确保以、环保的方式，供应电能、暖气、冷气和饮用水。
利用实验室的众多设备，研究小组可以复制出各种类型的小规模智能电网。譬如，柴油发电机可以扮演热电联产发电装置或生物质反应堆的角色。重要的是，波动型电能和常规电能的比例，与所要模拟的实际电网情况相对应。短短几年之内，这样的智能电网将变得非常普遍。这是因为，随着电网从波动型发电设施吸纳越来越多的电能，将需要借助智能控制系统来确保分布式供电设施之间实现的交互作用。不然的话，则会发生可能导致严重损害的断电事件。
而这正是nielebock想要防止的。现在，他正在模拟在强烈的日照下，光伏发电设备的逆变器生产了大量电能的情况。nielebock解释道：“如果这导致电网中的电能过剩，结果将是电压和频率升高。我正在调节逆变器参数，以确保其有助于维持电网稳定，而不只是盲目地以zui大输出功率工作。”尽管如此，如果发生断电，那么分布式供电设备，如电池和光伏发电装置，必须能够启动电网并恢复运行。
这听起来容易做起来难，因为所谓的“黑启动”要求将所有组件同步，实现同相运行，逐步将电网电压提高至预设值。必须均衡地将来自不同发电设施的电能输送给各个负载。nielebock解释道：“如果内置控制器设置适当，那么逆变器可以利用电压和频率数据自动完成同步，从而确保稳定运行。”就像乐团中的各种乐器在指挥家的指挥下实现同步一样，逆变器在智能电网中确立了秩序——因此，柴油发电机生产的交流电能，与逆变器输出的电能，*协调一致。
像这样的研究以富于前瞻性的眼光，审视了在朝着可再生能源和分布式发电设施过渡的进程中，电网运营商将要面临的挑战。供电企业需要将不计其数的光伏发电设施、风电机组和生物质反应堆与常规电厂和蓄电装置等连接起来，以建立一个稳定的电网。为了确定这种系统的实际运行情况，自2011年起一直到2013年秋季，西门子在德国南部allgau地区的一座拥有2 500人口的wildpoldsried镇，对当地电网进行了细致深入的研究。镇上的几乎每幢房屋都在屋顶安装了一个太阳能电池板。除这些太阳能发电装置之外，这座小镇的电力系统还包括了以生物质反应堆生产的燃气为燃料的热电联产装置，以及5台风电机组。总体来讲，现在wildpoldsried镇的发电量是其耗电量的5倍以上。
尽管这听起来是件好事，但对于地方电网运营商aüw公司而言，却是个严重问题，因为过剩电能造成了电力线不稳定。于是，aüw联合西门子、亚琛工业大学和肯普滕应用技术大学，共同发起了irene（可再生能源发电系统与电动交通系统整合）项目，对大型智能电网进行测试。自项目启动以来，约200个测量装置一直在提供关于电网总体运行情况的数据，而地方电网调压变压器、蓄电装置和远程控制光伏逆变器等确保了电网稳定。
这个系统的核心组件是soeasy——西门子提供的自组织电力自动化系统。soeasy可以平衡供需。在这个系统中，各个供电设施和用电设备均分别由一个个人能源代理（pea）来代表。譬如，系统软件知道某台光伏发电装置的业主愿意接受的zui低电价。然后，软件将报价提交给代表电网运营商的“平衡大师（balance master）”，后者将决定是否接受pea的报价。
在allgau地区进行试验之前，在位于爱尔兰根的开发中心，研究人员搭建了一个自有电网，以研究电池、光伏发电装置和地方电网调压变压器之间的交互作用。现在，研究人员正在分析更为复杂的智能电网。rolf hellinger教授是开发中心所隶属的能量转换技术领域的负责人，他表示：“*阶段，我们仅连接了用电设备和发电装置。下一步，是整合楼宇系统组件，如空调系统使用的压缩式制冷机。”这能提高智能电网的灵活性，因为智能控制楼宇可以在需求较低时吸纳过剩电能。
废热驱动蒸发和冷凝过程，生产出饮用水。
利用废热生产纯净水。西门子研究人员的长远目标是将多种不同类型的能源资源合并起来，如石油、天然气、风电、太阳能、生物质和废热等，以确保这些能源资源以尽可能、环保的方式，生产出电能、暖气、冷气和饮用水。他们也想将这些能源资源整合到多模态能源系统中。热转换和分布式电力系统研究小组组长jochen schafer博士说：“在此之前，大多数时候仅仅审视了这种系统的某一个侧面，譬如，将利用可再生能源生产的电能输送到电网的方法。与之相反的是，现在我们研究的是由众多组件构成的电网。我们也在研究这些组件相互之间的交互作用方式，以及其对电网的总体稳定性的影响。换句话说，我们感兴趣的是系统集成，以及所有系统组件之间的*相互作用。”
譬如，研究人员尤为感兴趣的是充分利用机器及其他工业设备产生的废热。如今，人们很少以经济可行的方式对废热，特别是低温废热，加以利用。然而，这种热能包含了宝贵的能量，譬如，可以用于回收处理废水，生产出饮用水。为此，爱尔兰根的西门子研究人员开发了evacon（蒸发和冷凝）系统，利用温度在70到120摄氏度之间的废热来蒸发废水。所得到的蒸汽流被输送到冷凝机中，通过凝结作用，生产出纯净水和一些浓缩废水。然后再处理这些废水。
在开发中心，矗立着高5.5米的evacon原型机。废水经隔热管道从右上方流入，再流经若干换热器。在这里，废热被用来升高水温。然后，废水缓缓流过蒸发器，变成水蒸气。风扇产生气流，携带水蒸气向上运动。在安装了冷凝器的右侧，水蒸气再次凝结。这听起来可能很简单，但细节却颇为复杂。环境技术研究小组组长manfred baldauf博士说：“我们想使用zui少量的电能来输送尽可能zui多的水蒸气。为此，我们需要调节温度分布和气量。”下一步是建造一座纯净水产能达25立方米/小时的试验设施。这足以处理饮料行业装瓶过程产生的废水。此外，evacon也可用于净化酿造工艺和石油钻探作业等产生的废水。
然而，针对某些情况还没有经济划算地利用低温废热的技术。为此，研究人员制作了一个可将废热加热至140摄氏度的热泵——相比之下，以往zui高只能加热至90摄氏度。schafer解释道：“从根本上讲，热泵原理是相同的，但我们的热循环采用了一种特殊的工艺油。这种工艺油适用于更高温度，并且对环境无害，安全。”譬如，这种新热泵可以将温度在70到90摄氏度之间的工业废热或地热，加热至130摄氏度——达到集中供暖系统的标准温度。这些热能可用于为建筑物供暖。结合evacon及开发中心的其他设备，新的热泵有助于研究人员朝着保证不浪费任何能源资源的梦想更进一步。
近来，硅谷创业风席卷德国，越来越多的德国大学毕业生走上创业之路。位于慕尼黑的西门子高科技企业化中心密切关注那些仅需些许助力即可一飞冲天的有趣技术。
周一傍晚，位于慕尼黑郊区的西门子*研究院的办公室和实验室人影渐稀。员工们纷纷赶往地铁或开车、骑车离去。马丁•普雷舍尔博士跟同事道别——但他这一天的工作却并未完结。和往常一样，他将参加一场名为“e-monday”的社交聚会，与锋芒初露的创业者们共聚一堂。这是本月的第三个周一，所以活动将在位于慕尼黑时尚圣地haidhausen的一间人气酒吧hofbräukeller举行。上百名到场人员并没有把酒言欢，而是大都喝着矿泉水。毕竟，他们来此不仅仅是为了交际娱乐，还要探讨电动交通领域的发展。
慕尼黑是欧洲的创新中心之一。西门子高科技企业化中心就坐落于此。
这可能是德国zui大规模的电动交通主题聚会。任何人只要有解决电动交通问题的点子和创意都可能现身此地。普雷舍尔就在寻找这样的人，因为他们可能会提出西门子感兴趣的创意。他和另外三名同事是西门子的“技术猎头”，为去年投入运营的慕尼黑高科技企业化中心效力。他们负责联络那些涉足关乎西门子或西门子今后可能从事的技术、产品或服务领域的初创公司，因此在工作中要经常出席面向创业者的聚会和会议。
西门子于1999年在加州伯克利设立*个高科技企业化中心，2005年在上海设立第二个中心。这两个中心已与众多初创公司进行了合作。普雷舍尔表示：“近十年来，德国和整个欧洲的创业之风甚猛，如今依然在迅速向前，所以我们要尽可能对此进行全面了解。”这就是西门子在慕尼黑创建第三个高科技企业化中心的原因所在。在伯克利高科技企业化中心工作8年之久的斯图亚特•古斯博士正在为新中心提供鼎力支持。“大部分初创公司还是在硅谷，”古斯表示，并补充说欧洲的创业步伐依然落在美国后面。
我们有许多理由让我们相信德国的创业势头将变得越来越强劲。一方面，政府出台了很多补贴计划。“现在从政府处获得资金支持相当容易，”古斯表示。更重要的是众多大学和研究机构正*地输出才华横溢、学识渊博的毕业生。慕尼黑团队在对欧洲的创业格局进行了研究之后，为高科技企业化中心确定了几个前景的创业中心，包括慕尼黑、柏林、巴黎、斯堪的纳维亚及伦敦-牛津-剑桥“黄金三角”。
西门子对初创公司的浓厚兴趣是其战略的一部分，旨在实现与新公司的有效合作，因为有些才华横溢的个人不一定想要在大型工业集团内一展身手。“甚至斯坦福的毕业生都热衷于投身创业大潮，”古斯解释道。“德国大学近年来也出现这种趋势。创业已不只是一个流行词，而是大家严肃对待的一种职业选择。”普雷舍尔补充说。
技术猎头要拜访数以百计的初创公司，寻找可以帮助西门子开发创新产品的技术。“你不必一眼就辨出创业者们正在开发的技术是否非常契合西门子的业务活动，”古斯表示。因此拜访通常类似于召开简短的头脑风暴会议，讨论项目，进行有启发性的沟通。在某些情况下，一句话就足以“点醒”技术猎头，让他们意识到哪个西门子业务部可能能够利用所探讨的技术。
目前，这些猎头正代表西门子铁路自动化业务部，搜寻一家具备铁路监控系统开发能力的公司。“这家公司必须兼具硬件和软件能力，硬件包括传感器和无线通信系统等，软件包括信号处理和评估等，”普雷舍尔解释说。目标是创建一套新系统，铁路运营商能用其即刻探测和定位轨道中的障碍物和其他问题。障碍物可能包括人和倒落的树木。该系统还必须能够确定电缆和金属部件等是否遗失，因为铁路线上的这些东西经常遭窃。
“我们接触了许多潜在合作伙伴，但很难验证他们所宣称的技术，”普雷舍尔表示。因此，慕尼黑高科技企业化中心在靠近荷兰边境的西门子测试铁轨上安排了一次“试镜”。受邀公司负责布置他们的设备，而古斯和普雷舍尔则为他们创造潜在场景。例如，在轨道上行走，在铁轨上放一些树干，甚至松掉一些螺栓。“完成测试后，我们就清楚哪些公司拥有西门子需要的技术，”普雷舍尔表示。之后进入合作阶段，西门子工程师会向初创公司的开发人员解说如何改进他们的技术，以使其符合西门子铁路自动化系统组合的要求。“我们的目标是通过融合外部开发的技术，为西门子提供*的*解决方案，”古斯说。初创公司与西门子开始合作后，zui直接的收益就是度迅速飙升。
为了找到恰当的业务合作伙伴，高科技企业化团队首先必须了解西门子各集团和业务部在特定时期的需求。“我们通过与公司内部人员进行一对一交流能了解到许多东西，”普雷舍尔表示。为了汇聚更多的潜在合作伙伴，高科技企业化中心还为西门子交通与物流集团组织了一场“展示日”活动，40名西门子开发工程师和大约25家初创公司的代表齐聚一堂。高科技企业化中心事先已将这些初创公司挑选并分配给交通与物流集团的不同开发部门，譬如安排奥地利的初创公司augmensys与集团致力于服务创新的团队会面。augmensys专攻将数据与用户的实际位置相连接，其创新技术能实现让用户从移动终端查看建筑物的紧急出口、维护说明或电路图。这种被称为增强现实的技术利用计算机数据“丰富”真实世界——这种创新可能会引起西门子服务工具部门的兴趣。
位于德国汉诺威的初创公司greenway开发了一种服务软件，可通过确定装有该软件的车辆的位置和速度来为驾驶人士计算zui便捷的路线。该软件借助定位系统，利用一种算法来确定哪条路线存在拥堵风险，之后提出替代路线建议。如greenway的创始合伙人指出，该功能还有助于预防交通堵塞，其前提是路上10%的汽车安装有该软件。柏林一家名为carriva的公司对传统搭车服务进行了数字化改造。具体而言，该公司对搭车搜索标准进行了改进，即使是短途旅行和日常上下班，驾驶员和乘客也能实现匹配。譬如，吸烟人士可寻找吸烟的驾驶员，而出行时间也可以匹配。现在尚不清楚这些新想法如何才能或是否能够融入到西门子项目中。但重要的是让西门子专家了解这些公司的存在及它们的创新项目。“这样你就不必浪费精力去做一些重复性工作。”古斯这样说道。
即使初创公司的技术乍看似乎与西门子的业务活动并没有密切关联，但有时仍然存在潜在合作机会。vigour.io公司即是一个很好的例证。vigour.io创造了一个进一步优化app的网上平台，交通与物流集团的专家对此创意兴趣浓厚。这种新技术能够让移动终端相互分享数据，无需彼此连接，而是在云端以闪电般速度对所有应用进行配置，确保它们能无缝运行在任何终端上。该技术的潜力之一是打造一种资讯娱乐系统，当乘客踏上列车之时，可询问其是否想要连接该系统。一旦乘客确认接入后，就可以开始接收多媒体内容或信息，如餐车菜单或到站后租用电动车的信息。
“当然，我们接洽的所有初创公司都在尽力吸引交通集团的注意，”普雷舍尔表示。许多公司甚至在*次会面时就带去他们的设备原型。西门子医疗业务领域和楼宇科技集团也计划组织“展示日”活动。毕竟对于一个雄心勃勃的初创公司而言，还有什么比携手西门子这样实力雄厚的*更好呢？
西门子s7-200 产品信息：
实时响应 *的技术直至zui后的细节确保我们的cpu发挥杰出的实时响应率：
4个或6个独立的硬件计数器，每个30 khz，带有cpu 224 xp的2 x 200 khz，例如：通过增量编码器或者高速记录过程事件的路径监测 4个独立的报警输入，输入滤波时间0.2毫秒至程序起动－zui大过程安全
对应用程序快速事件大于0.2 ms信号的脉冲捕捉功能 2个脉冲输出，每个 20 khz，或者具有脉冲宽度调制和脉冲无脉冲设定点的cpu 224 xp 的2 x 100 khz－例如：用于控制步进电机 2个定时中断，在1ms处开始，以1ms的增量进行调节－用于迅速变化过程的无扰控制 快速模拟输入－具有25 μs的信号转换，12位分辨率